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結論

水素吸入は、網膜の血管再生を促進し、異常血管の形成を抑制する治療法として有望である。

研究の背景と目的

新生児網膜症（ROP）は、早産児に見られる主要な網膜血管疾患であり、幼児の失明の主な原因の一つである。ROPの現在の治療法としては抗VEGF療法や網膜光凝固があるが、これらは合併症が多い。水素（H₂）は、神経保護作用や抗酸化作用を持ち、低酸素虚血性疾患に対して有益であり、副作用が少ない治療法として注目されている。しかし、水素がROPにおいて血管新生を促進し、異常な血管形成を抑制するかどうかは未だ不明である。本研究の目的は、酸素誘発網膜症（OIR）マウスモデルにおいて、水素吸入が網膜血管新生、異常血管形成、及び神経グリア機能に及ぼす影響を調査することである。

研究方法

• 対象: 生後7日目のWTマウス及びNrf2欠損マウス（Nrf2−/−）
• 酸素濃度: 75%酸素に5日間曝露し、その後常圧空気に戻した。
• 水素吸入: 水素ガス（3～4%）を1日6時間吸入。グループA（P7～P12）、グループB（P12～P17）、グループC（P7～P17）、および無介入グループ（グループD）で比較（表1参照）。
• 評価: 網膜の血管閉塞、異常血管形成、血管漏出を分析。血管新生内皮細胞の数はHE染色により計測。さらに、免疫染色やウエスタンブロットを用いて、Nrf2、VEGF、Notch1、Dll4、HIF-1αなどのタンパク質発現を測定（表1）。

研究結果

• 血管閉塞の減少: P12において、OIRマウスの無介入群では網膜の無血管領域が37.44% ± 5.56%であったのに対し、水素吸入群では23.96% ± 3.97%に減少。
• 異常血管形成の抑制: P17時点で、異常血管形成の面積は水素吸入群で10.63% ± 2.23%まで減少（図2D）。
• 神経グリア保護効果: 水素吸入は、網膜アストロサイトの分布や形態の正常化、微小グリアの活性化抑制効果も確認（図3E）。
• 遺伝子発現の変化: 水素吸入はNrf2の活性化を促進し、Notch/Dll4経路を抑制することが確認された。HIF-1α/VEGF経路も水素による再血管化促進および異常血管形成抑制に関与（図4）。

Appendix（用語解説）

• Nrf2: 細胞内の酸化ストレス応答を調節する主要な転写因子。
• VEGF: 血管内皮細胞増殖因子。血管新生を促進する。
• Dll4: Notchシグナル伝達経路に関与し、血管芽形成を抑制するリガンド。

論文情報

タイトル

Molecular hydrogen promotes retinal vascular regeneration and attenuates neovascularization and neuroglial dysfunction in oxygen-induced retinopathy mice（水素分子は酸素誘発網膜症マウスにおいて網膜血管再生を促進し、異常血管形成および神経グリア機能障害を軽減する）

引用元

Guo, Y., Qin, J., Sun, R., Hao, P., Jiang, Z., Wang, Y., Gao, Z., Zhang, H., Xie, K., & Zhang, W. (2024). Molecular hydrogen promotes retinal vascular regeneration and attenuates neovascularization and neuroglial dysfunction in oxygen-induced retinopathy mice. Biological research, 57(1), 43. https://doi.org/10.1186/s40659-024-00515-z

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